Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние топливно-энергетической базы России 10
1.1. Мировая энергетика. Основные тенденции развития 10
1.2. Топливно-энергетические ресурсы и теплоэнергетика России 21
1.3. Образование и использование твердых
углеродсодержащих промышленных отходов 34
1.4. Динамика загрязнения окружающей среды отходами топливно-энергетической отрасли 52
Выводы 65
2. Топливно-энергетические ресурсы и состояние окружающей среды северо-западного региона и ленинградской области 68
2.1. Топливный баланс Северо-Западного региона 68
2.2. Топливно-энергетические ресурсы Северо-Запада и Ленинградской области 88
2.3. Состояние окружающей среды Ленинградской области 104
Выводы 123
3. Исследование систем подготовки и получения энергии из углеродсодержащих горючих отходов и низкокалорийных топлив 125
3.1. Организационно-технологические процессы подготовки и переработки низкокалорийного топлива 125
3.2. Исследование качества и выбор рациональных составов топливно-энергетического сырья 143
3.3. Исследование элементов технологии переработки углеродсодержащих материалов в брикетное топливо 164
3.4. Исследование системы обезвоживания готовой продукции из углеродсодержащих материалов 183
3.5. Исследование процессов структурообразования в толще формуемых брикетов 195
Выводы 215
4. Исследование эффективности использования местных ресурсов топлив 218
4.1. Обоснование возможности использования нетрадиционных топливно-энергетических ресурсов Ленинградской области 218
4.2. Разработка комплекса организационно-технических мероприятий по добыче и переработке торфа 229
4.3. Организация подготовки и переработки древесного топлива 237
4.4. Разработка мобильного брикетного комплекса для окускования твердых углеродсодержащих материалов 245
Выводы 257
5. Организационная структура и оценка экономической эффективности комплексов по переработке топливно- энергетических ресурсов ленинградской области 259
5.1. Оценка эффективности использования сланца в котельных и ТЭЦ Ленинградской области 259
5.2. Экономическая эффективность производства продукции из отходов древесины 268
5.3. Экономическое сравнение вариантов котельных Ленинградской области с использованием различных видов топлива 282
Выводы 293
Заключение 295
Список использованной литературы
- Топливно-энергетические ресурсы и теплоэнергетика России
- Топливно-энергетические ресурсы Северо-Запада и Ленинградской области
- Исследование качества и выбор рациональных составов топливно-энергетического сырья
- Разработка комплекса организационно-технических мероприятий по добыче и переработке торфа
Введение к работе
Энергетика является важнейшей составляющей экономики, и даже политики ведущих стран мира. Для России она еще более важный фактор развития, так как географически страна тяготеет к северным территориям и более 60% территории находится в зоне распространения многолетней мерзлоты. Кроме того, экспорт нефти, газа и леса являются основными составляющими бюджета страны, обусловленными значительными запасами этих природных энергетических ресурсов, в том числе нефти около 12 % от мировых, газа - 42 %, каменного угля - 20 %, бурого - 32 %, торфа - около 50 %, древесины - 25 %.
На нужды теплоэнергетики в России ежегодно расходуется около 400 млн. т.у.т., т.е. около 45 % потребляемых первичных энергоресурсов, а суммарное производство первичных энергоресурсов превышает 1300 млн. т.у.т. и, по прогнозам, будет возрастать до 1575 млн. т.у.т. в 2010 г. и 1750 млн. т.у.т. к 2020 г. При этом планируется к 2020 г. суммарное производство электроэнергии более 1500 млрд. кВт-ч и теплоэнергии 2600 млн. Гкал, превышающие потребности экономики страны в 3-3,5 раза. Причиной такого перерасхода является нерациональное потребление энергии и значительные её потери по всей цепи, от производителя до потребителя.
Следует отметить, что доля невозобновляемых источников энергии в России составляет около 98 %, а их прямое сжигание дает до 25 кг вредных выбросов на 1 т.у.т., т.е. ежегодно в атмосферу выбрасывается до 24 млн. т пыли и газов. Это выводит Россию на второе место в мире по удельным выбросам углекислого газа на душу населения и на единицу ВВП.
Вызывает тревогу также рост газовой составляющей (около 70 %) в топливно-энергетическом балансе России, что объясняется высокой технологичностью его использования и низкой ценой на внутреннем рынке, в 6-8 раз ниже мировых цен. Это может привести к нежелательным экономическим последствиям, особенно в регионах, обладающих значительными собственными энергоресурсами, к которым относится и
Ленинградская область. Здесь разведано более 2000 месторождений торфа, запасы которого превышают 2180 млн. т, разрабатывается Ленинградское месторождение горючих сланцев с балансовыми запасами более НО млн. т, площадь лесов составляет 8,5 млн. га, а объем годовой расчетной лесосеки превышает 12,5 млн. м3.
Учитывая, что большинство котельных Ленинградской области требует реконструкции или полной замены оборудования, проблема рационального использования энергоресурсов становится одной из важнейших, а разработка новых технологий и методов организации производства топлива для котельных средней и малой мощности - требованием времени для всей страны.
Об этом свидетельствуют исследования многих ученых Росси, в том
числе В.П. Бугрова, О.М. Возякова, В.П. Глечника, М.И. Данилова,
Д.В. Желудкова, И.В. Кутузова, СБ. Мякова, А.С. Нектасова,
Ю.А. Нифонтова, Ю.А. Рундыгина, Е.В. Сенпова, А.В. Федяева, Ю.В. Шувалова и др.
Проблема рационального использования возобновляемых топливных ресурсов, таких как торф и лес, а также горючих отходов угольной, сланцевой, нефтяной и других отраслей до настоящего времени не получила конструктивного практического решения в производственных структурах, диапазон их эффективного использования в сравнении с традиционными ресурсами не определен. В связи с этим Ленинградская область может быть представительным полигоном для исследований и решения проблемы, а имеющийся практический опыт организации производства позволяет практически оценить основные рекомендации и перспективы.
Целью работы является решение проблемы снижения затрат и ущерба от деятельности предприятий ТЭК в результате создания перерабатывающих и энергопроизводящих комплексов малой и средней мощности, использующих местные ресурсы топлива.
Задачи исследований:
1. Анализ мировых и российских тенденций современной энергетики.
2. Оценка современных ресурсосберегающих технологий
использования горючих твердых низкокалорийных топлив.
3. Анализ топливно-энергетического баланса и ресурсов Северо-
Западного региона.
4. Исследование рациональных способов и средств подготовки твердых
горючих отходов и низкокалорийных топливно-энергетических ресурсов.
5. Исследование рациональных систем подготовки и переработки
низкокалорийных топливно-энергетических ресурсов и получения энергии.
6. Исследование рациональной организации производства и получения
энергии в условиях Ленинградской области.
7. Оценка эколого-экономической эффективности производства
энергии на основе местных источников.
Идея работы заключается в использовании местных твердых горючих низкокалорийных топлив на основе выбора рациональных технологий их переработки и организации производства энергоносителей.
Методы исследований включали ретроспективный анализ мировой и отечественной литературы и работ ученых, аналитический прогноз и решение задач, лабораторные и натурные исследования технологий и организационных структур, практическое внедрение и сопоставление результатов.
Научные защищаемые положения:
1. Перспективным направлением повышения эффективности работы топливно-энергетического комплекса и снижения нагрузки на территории от техногенных загрязнений является организация переработки твердых углеродсодержащих отходов в окускованное топливо мобильными брикетными комплексами с темпами производства работ по перерабатываемым отходам от 12 до 65 тыс. т в год на одну установку.
2. При брикетировании углеродсодержащей мелочи с активным
связующим в толще брикета возникают сложные флюидные системы,
включающие внутреннюю влагу, связующее, минеральные компоненты и
органические частицы, флуктуирующие и изменяющие состав в процессе
уплотнения к центру и от центра при термической обработке с циклическим
выпадением из них твердой фазы, что обеспечивает дополнительное
армирование и упрочнение брикета.
Формование брикетов и пеллет на экструдерном прессе обеспечивает упаковку частиц материала необходимой и достаточной плотности независимо от их видового и качественного состава при 20-ти кратном снижение энергозатрат и металлоемкости в сравнении с формованием в гидравлическом прессе конкурентоспособным уровнем себестоимости производимой продукции.
Местные ресурсы топлива Ленинградской области способны заменить традиционные виды (газ, уголь) на конкурентной основе при создании сети добычных и перерабатывающих комплексов, обеспечивающих потребителей, преимущественно котельные, в соответствии с установленными нормативными расстояниями доставки.
Достоверность научных положений и результатов подтверждается значительным объемом проанализированных данных и фактических материалов, получением подтверждения в форме научного открытия, высокой сходимостью результатов прогноза с лабораторными и натурными данными, эффективностью внедрения рекомендаций.
Научная новизна выполненной работы заключается в:
выявлении тенденций и закономерностей изменения потребления и эффективности различных видов топлива в регионе (Ленинградская область); . оценке и длительном прогнозе изменения эколого-экономической эффективности использования древесного топлива для котельных в условиях Северо-Запада;
открытии закономерности формирования физико-механических свойств вещества при брикетировании твердых горючих углеродсодержащих отходов добывающих производств;
установлении оптимальных параметров технологии и организации производства топлива из отходов лесной и горно-добывающей отраслей;
определении области рационального использования местных видов топлива для условий Ленинградской области.
Практическое значение работы заключается в разработке концептуальных положений развития теплоэнергетики с использованием местных ресурсов топлива, конструктивных схем производства брикетных видов топлива, схем организации производства, методик выбора параметров оборудования и прогноза рациональных областей применения, оценки эффективности использования различных видов топлива на длительный период.
Реализация работы. Выводы и рекомендации автора использованы в проектах развития теплоэнергетики Правительством Ленинградской области, проектах, технических и организационных решениях ОАО Концерна «ЛЕМО», реализованы на лесоперерабатывающих и топливно-энергетических предприятиях Ленинградской области, в учебном процессе и учебных пособиях курса «Экология» для горных специальностей.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на совещаниях Правительства Ленинградской области, международных и российских конференциях в г.Москве («Неделя горняка», 2000, 2001, 2002, 2003 гг.), г. Санкт-Петербурге (Петербургский экономический форум - 2000 г., 2001 г., 2002 г., научно-практические конференции в СПГТИ (ТУ) и др.).
Публикации. По теме диссертации опубликована 1 монография, научное открытие, 15 статей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, заключения, списка литературы из 142 наименований, содержит 310 страниц машинописного текста, 90 таблиц, 58 рисунков.
Топливно-энергетические ресурсы и теплоэнергетика России
Энергетические проблемы России связаны с ее собственной энергетической безопасностью и геополитической стратегией развития мировой экономики [1,2].
Затянувшаяся на десяток лет "газовая пауза в России привела к нарушению сложившегося за последние 50 лет топливно-энергетического баланса, существенному снижению развития технологий использования и потребления таких ресурсов, как уголь, торф, биомасса и т.д., "перегрузке" возможностей добычи и рационального использования газа, реальной угрозе энергетического и экономического кризиса при переходе внутренних цен на топливо к уровню мировых [5,6].
Энергетический комплекс России является неотъемлемой частью мирового энергетического рынка. Доля нашей страны в структуре спроса на энергоресурсы за последние 10 лет существенно снизилась, прежде всего из-за сокращения внутреннего рынка энергоресурсов. В то же время Россия активно участвует в формировании международной торговли энергетическими ресурсами. В 1998 г. Россия занимала второе место в мире (после стран Ближнего Востока), как экспортер нефти и нефтепродуктов, а также первое место по межгосударственной торговле сетевым природным газом. Основным рынком для российских энергоресурсов выступают страны Западной, Центральной и Восточной Европы, для которых доля России в суммарном импорте составляет более 50 % по сетевому газу и порядка 23 % по нефти и нефтепродуктам. Помимо этого, географическое положение России предопределяет ее особую роль в транзите энергоресурсов в пределах евразийского континента, обеспечивая наиболее эффективную конфигурацию энергетической инфраструктуры не только по оси запад-восток, но и в направлениях юг-север и юг-северо-запад континента.
Имея значительную территорию (12,8 % от общемировой), Россия относится к странам с низкой плотностью населения (2,8 % от общемирового) и значительными природными ресурсами, особенно топливно-энергетическими. Россия имеет 11-13 % прогнозных ресурсов и около 5 % разведанных запасов нефти, 42 % ресурсов и 34 % запасов природного газа, около 20 % разведанных запасов каменного и 32% запасов бурого угля. Суммарная добыча за всю историю использования ресурсов составляет в настоящее время по нефти около 20 % от прогнозных извлекаемых ресурсов и 5 % по газу. Обеспеченность добычи разведанными запасами топлива оценивается по нефти и газу в несколько десятков лет, а по углю и природному урану — значительно выше. Характерным является неравномерность распределения запасов по территории страны и обеспеченность ими регионов (табл. 1.10). Основой электроэнергетики России на перспективу останутся тепловые электростанции, удельный вес которых в структуре установленной мощности отрасли составит к 2010 г. 68 %, а к 2020 г. 67-70 % (2000 г. - 69 %). Они обеспечат выработку, соответственно, 69 и 67-71 % всей электроэнергии в стране (2000 г. - 67 %) [6,7,8].
Необходимость радикального изменения условий топливообеспечения тепловых электростанций в европейских регионах страны и ужесточения экологических требований обусловливает существенные изменения структуры мощности ТЭС по типам электростанций и видам используемого топлива в этих районах, но острейший дефицит инвестиций и инерционный характер развития ТЭС препятствуют быстрой реализации требуемой перестройки структуры мощностей ТЭС и соответствующему изменению структуры топливного баланса электростанций. В ближайшие годы остается преимущественным продление срока службы оборудования электростанций на основе замены базовых узлов паровых турбин и котлоагрегатов. В последующие же годы основным направлением должно стать техническое перевооружение и реконструкция существующих, а также сооружение новых экологически чистых угольных электростанций, конкурентоспособных на большей части территории России. Ежегодный объем технического перевооружения ТЭС должен составлять 4-6 млн. кВт.
Развитие мощностей на существующих и вновь вводимых тепловых электростанциях должно осуществляться за счет использования новых технологий и оборудования, а также систем управления, обеспечивающих повышение надежности энергоснабжения и эффективности производства энергии. Переход от паротурбинных к парогазовым ТЭС на газе, а позже - и на угле, обеспечит постепенное повышение КПД установок до 54 и даже 58 %, что позволит существенно снизить прирост потребности ТЭС в топливе.
Для надежного обеспечения требуемых объемов производства электроэнергии уже с 2002-2003 г. требуется начать увеличение суммарной установленной мощности электростанций России. При высоком прогнозируемом уровне электропотребления она должна возрасти по сравнению с уровнем 2000 г. до 11 % к 2010 г. и до 52 % к 2020 г. При этом структура генерирующих мощностей останется довольно устойчивой: доля мощности нетопливных электростанций (ГЭС+АЭС) не будет опускаться ниже существующего уровня (31 %).
Во вводе мощностей ТЭЦ в период до 2015 г. все большую роль должны играть малые высокоэффективные парогазовые и газотурбинные установки, в том числе на местных ресурсах газа и других видов топлива.
Суммарное производство электроэнергии при рассматриваемых высоких темпах развития экономики возрастет по сравнению с ожидаемым в 2000 г. уровнем в 1,34 раза к 2010 г. (до 1125 млрд. кВт-ч) и в 1,8 раза к 2020 г. (до 1585 млрд. кВт-ч). Соответственно, докризисный (1990 г.) уровень производства электроэнергии будет превышен уже в 2010 г., хотя структура производства электроэнергии будет изменяться незначительно.
Топливно-энергетические ресурсы Северо-Запада и Ленинградской области
Северо-Западный регион Российской Федерации включает две республики - Республику Карелия и Республику Коми - и 7 административных областей: Мурманскую, Архангельскую, Вологодскую, Ленинградскую, Новгородскую, Псковскую и Калининградскую; расположенный в северной части Восточной Европы, он занимает площадь 1677 тыс. км (9,8 % от всей территории РФ). Калининградская область (15,1 тыс. км ) территориально обособлена от основной площади региона.
Население региона (по переписи 1989 г.) составляет 15275 тыс. чел. (10,4% от всего населения РФ), в том числе городское — 12550 тыс. и сельское — 2725 тыс.
Основная площадь Северо-Запада представляет собой обширную равнину, приуроченную к Русской платформе. Кристаллический фундамент платформы выходит на поверхность на западе в виде Балтийского шита, к которому относятся Кольский полуостров и почти вся Карелия. Шит сложен гранитами, гнейсами, кристаллическими сланцами и другими плотными породами архейского и протерозойского возрастов, с которыми связаны месторождения железных и медно-никелевых руд, апатитов, слюды, пегматита, строительного и отделочного камня.
К востоку и югу от Балтийского шита кристаллический фундамент перекрыт мошной толщей осадочных пород с холмистыми моренными возвышенностями. К западу от Уральского хребта находится Печорская равнина, в разрезе которой обнаружены нефтегазоносные и угленосные толщи. Северо-Западный регион — крупнейший в европейской части России по запасам полезных ископаемых, особенно топливно-энергетических (нефть, газ, газоконденсат, уголь, горючие сланцы, торф, радиоактивные руды), металлических (руды черных и цветных металлов), химического сырья и строительных материалов. Распределение запасов полезных ископаемых неравномерно по районам региона (табл. 2.10).
Ленинградская область имеет более 500 разведанных месторождений (без учета торфа и сапропеля), из которых эксплуатируются более 100. Основными из них являются месторождения строительных материалов (песок - 32, строительный камень - 18, облицовочный камень - 3, глины — 8, карбонатные породы - 5), горючих сланцев - 1, бокситов - 1, фосфоритов -1, урана - 5. Разрабатывается более 70 месторождений торфа и ряд месторождений сапропеля, а также около 20 месторождений подземных вод.
Полезные ископаемые Ленинградской области залегают преимущественно на небольших глубинах и разрабатываются (кроме горючих сланцев) открытым способом (около 150 карьеров).
В общей сложности в Ленинградской области добывается за год около 3-4 млн. т глинозема (Радынское месторождение), 3 млн. т сланца, 2 млн. т торфа, 1 млн. т фосфатов (Кингисеппское месторождение), миллионы кубических метров строительных материалов.
В сходных по условиям месторождениях Новгородской, Псковской и Вологодской областей, где добывают около 0,5 млн. т глин, 1 млн. т гравия, 5 млн. м песков, 4 млн. т торфа, 2 млн. т известняков. В Калининградской области, помимо строительных материалов (песчано-гравийные - 5,0 млн. м , глины - 0,2 млн. м ) и торфа - 0,5 млн. т, добывают уникальное полезное ископаемое - янтарь (около 500-700 т в год), а также нефть (около 0,5-1,0 млн. т) и газ (20-35 млн. м3).
Северные области региона значительно богаче полезными ископаемыми, особенно рудными и топливно-энергетическими. Так, на территории Республики Карелия известно более 300 месторождений 24 видов твердых полезных ископаемых, из них разведано около 200 месторождений. Разрабатывается около 56 месторождений, в которых сосредоточены 16 видов полезных ископаемых.
Наряду с богатейшими запасами традиционных строительных материалов (25 месторождений, разрабатывается 12) имеются месторождения камня, пригодного для производства архитектурно-строительных изделий и облицовочных материалов. На базе этих месторождений в Карелии (г. Петрозаводск, г. Кондопога) и Санкт-Петербурге создана мощная камнеобрабатывающая и строительная индустрия, сотни ученых работают над проблемами совершенствования технологии добычи и обработки камня.
В Карелии в небольших объемах добывают мусковитное сырье из слюдоносных пегматитов (до 300 тыс. м3 горной массы в год). Однако главным богатством являются железные руды, основные запасы которых сосредоточены в Костомукшском месторождении железистых кварцитов, на базе которого работает ОАО "Карельский окатыш". Добываемая им железная руда в объеме более 20 млн. т в год позволяет выпускать около 10 млн. т железорудных окатышей.
Исследование качества и выбор рациональных составов топливно-энергетического сырья
Диапазон основного горючего компонента составов топливно-энергетического сырья регионального характера в условиях Ленинградской области ограничивается, в основном, отходами добычи и обогащения твердых углеродсодержащих сырьевых материалов, горючими сланцами, отходами деревообрабатывающей промышленности и малоиспользуемыми в настоящее время торфами, а также искусственно созданными материалами на органической основе, например, отходами резины, целлюлозы, бумаги и т.п.
В результате окисления углеродсодержащих веществ, происходящего при различных условиях с выделением тепла (гниение, тление, самовоспламенение, горение, взрыв и т.д.), в конечном итоге образуется широко распространенное в природе устойчивое соединение - углекислый газ СОг, другие газы и твердые минеральные остатки в виде золы. При огромном разнообразии твердых топлив и условий их окисления, температуры, при которых оно происходит, весьма различны; решающее значение при этом имеют условия доступа кислорода к углеродсодержащим веществам и различного рода каталитические процессы за счет воздействия сопутствующих элементов и веществ.
Теплота окисления может составлять от десятков до десятков тысяч килоджоулей на килограмм твердого топлива (табл. 3.6). С древних времен известны и широко используются для практических нужд процессы тления и горения, например, навоза, соломы, различной древесины и т.п. Позднее стали использовать высушенный торф, каменный и бурые угли, горючие сланцы.
Твердые топлива, содержащие минимум воды и максимум углерода, как правило, наиболее теплотворны и обеспечивают высокие температуры горения. По этой причине на практике широко используется подсушивание и сушка твердого топлива, а также обогащение (углей и сланцев) путем извлечения примесей "пустой породы" и углистых веществ с малым содержанием углерода. Повышение калорийности и температуры горения в большинстве случаев удобно для промышленных и бытовых нужд потребителей твердых топлив.
Способы получения тепловой энергии из твердых природных и искусственных топлив самые разнообразные, от прямого сжигания в котельных установках до пиролиза, с получением новых горючих веществ в более концентрированном и удобном для транспортирования на большие расстояния и использования виде.
Безусловно, способ прямого сжигания твердых топлив в котельных установках эффективен только в случае использования местных топливно-сырьевых ресурсов различного состава. Современный уровень развития энергетического оборудования, средств КИП и А, компьютерной техники позволяет минимизировать потери тепловой энергии при сжигании топлив за счет выбора оптимального режима горения и смесеподготовки. Так, в пос. Лисино-Корпус под г. Тосно завершена реконструкция котельной в результате реализации договора между Лисинским лесным колледжем и Шведским государственным комитетом по техническому и индустриальному развитию (НОТЕК), заключенному в 1995 г. НОТЕК занимается распространением ресурсосберегающих и природоохранных технологий. В котельной, в топку которой идут древесные отходы (корни, щепа, опилки), большинство процессов автоматизированы. Работу котлов отслеживает компьютер, топливо подается конвейером, золу выгребает автомат и т.д. Оборудование для реконструкции котельной, ранее работавшей на мазуте, поставлено бесплатно при условии, что здесь будут проходить обучение специалисты для Ленинградской области, а в перспективе и для других регионов. НОТЕК инвестирует внедрение таких проектов в странах Балтии и Восточной Европы. На подобные цели Комитет получил в 1996 г. от Правительства Швеции 50 млн. крон. НОТЕК выдает кредиты на льготных условиях на 10 лет под 8 % годовых, причем в первые 2 года предоставляется отсрочка. Тосненская администрация планирует, что в поселках Рябово, Георгиевский и некоторых других котельные будут работать на торфе. В поселках лесной зоны более перспективны котельные на древесных отходах.
Таким образом, использование торфа и древесных отходов базируется на сырьевой базе, развитие которой потребует вложения значительных средств и привязано к местным ресурсам районного значения. Необходимость наибольшего вовлечения местных топлив и замещение топлива электроэнергией в котельных области вызвана постоянным удорожанием ввозимых в область энергоносителей и особенно дальнепривозного угля. Анализ современного состояния этой проблемы, а также результаты оценки уровня вредного влияния на окружающую природную среду, оказываемого скоплениями углеродсодержащих отходов, и уровень их вторичного использования позволяет определить два основных направления: - снижение уровня производства отходов за счет совершенствования технологий рациональной переработки первичного минеральных и растительных ресурсов; - поиск рациональных составов топлива и внедрение новых технологий переработки вторичного углеродсодержащего сырья (отходов) [63].
К наиболее эффективным способам рационального использования первичного углеродсодержащего сырья на Севере и Северо-Западе России относятся: - способ обогащения труднообогатимых средне- и высокозольных, высокосернистых каменных углей, таких как интинские угли марки Д и воргашорские марки ГЖО (Печорский каменноугольный бассейн) с применением винтовых сепараторов, позволяющий снизить уровень содержания негорючего зольного остатка и серы общей вдвое и более; - способы раскроя древесины и малоотходная технология ее разделки, способ уплотнения приповерхностных слоев деловой древесины и долгосрочной консервации путем пропитки специальными консервирующими составами;
Разработка комплекса организационно-технических мероприятий по добыче и переработке торфа
На типичном для Ленинградской области торфяном месторождении Сланцевского района "Дубоемский мох" добыча фрезерного торфа для переработки на брикетной фабрике проводится наиболее прогрессивным методом раздельной уборки из наращиваемых валков (зарубежный аналог — финский метод "Хаку"). Добыча торфа по схеме с раздельной уборкой осуществляется на производственных площадях, подготовленных в соответствии с действующими ПТЭ торфяных предприятий.
Технологический процесс включает операции: фрезерование, ворошение - сушку, валкование и наращивание валков, погрузку торфа в прицепы, вывозку к месту складирования и штабелирование торфа. После выполнения операций фрезерования и сушки торфяной крошки посередине двадцатиметрового карта (верховая залежь) формируется валок фрезерного торфа, а на сорокаметровом карте (низинная залежь) - два валка. В последующие 3...5 циклов валок наращивается (укрупняется). Затем торф из валков грузится в прицепы и отвозится к месту складирования.
Продолжительность цикла сушки торфяной крошки в расстиле - два дня. Первая часть процесса: фрезерование, сушка, валкование (наращивание) - это собственно добыча торфа. Вторая часть, начинающаяся после наращивания валков, разорвана во времени с первой, технологически с ней не связана и может осуществляться в любой день с осадками менее 5 мм и при условии обеспечения проходимости машин по торфяной залежи.
Уборка торфа из укрупненных валков сечением 0,4...0,9 м2 позволяет увеличить цикловые сборы торфа на 10...15 %. При этом отпадает необходимость в "развалковывании" торфа и повторении операции валкования, что создает предпосылки к увеличению числа технологических циклов за счет более полного использования погодных условий.
Использование на вывозке торфа специализированных прицепов и возможность разрыва технологической цепочки позволяет организовать складирование торфа за пределами торфяных полей. Размеры штабелей увеличиваются в 10...20 раз; уменьшаются потери торфа при хранении и на
Примерно в 3 раза сокращается, а при расположении штабелей за пределами производственных площадей — исключается полностью протяженность зимних дорог с плотным мерзлым грунтом, наличие которого на производственных полях в весеннее время затягивает начало добычи торфа. Длина мостов-переездов через картовые канавы может быть уменьшена до 22 м.
Половина всего применяемого технологического оборудования может быть использована практически круглый год (прицепы и бульдозеры штабелеры). Размещение крупных штабелей фрезерного торфа около дорог решает вопрос круглогодовой вьшозки торфяного сырья с торфяных полей в приемное отделение завода с помощью тракторных большеобъемных прицепов.
Метод добычи торфа с раздельной уборкой наиболее эффективен на участках добычи торфа с программой производства не менее 50 тыс. т. и площадью не менее 150 га. В нашем случае программа добычи топливного фрезерного торфа влагой 45...48% (макс. 53%) равна 100 тыс. т. и выполняется на площади 300 га (нетто) низинной торфяной залежи.
Основные характеристики торфобрикета
Торфяные брикеты, получаемые способом брикетирования в экструдерных прессах, имеют низшую теплоту сгорания по рабочему топливу 16,80 -г 18,00 МДж (4000 ч- 4300 ККал/кг), сравнимую с теплотой сгорания энергетических углей марки Д (г. Инта), традиционно применяемых для ( сжигания в слоевых топках. В тоже время, стоимость получения тепловой энергии при сжигании торфяного брикета значительно ниже. Получение экономии обусловлено несопоставимо меньшими затратами на транспортирование торфа до брикетной фабрики, так как используется исключительно местное торфяное сырье, и значительно меньшими затратами на
С транспортирование готовой продукции (брикетов) потребителю (доставка автотранспортом на короткое плечо в районе расположения брикетной фабрики).
Строительство брикетной фабрики производится по проекту, готовящемуся на основе принципиально новых ресурсо-и энергосберегающих технологических решений, подготовленных творческим коллективом ученых Санкт-Петербурга. Производительной брикетного завода составляет 75 тыс. тонн брикетов в год в пересчете на воздушно-сухое состояние (16-18 % содержания массовой доли влаги).
